JP2006249335A - Water-based ink, water-based ink set and ink-jet recording method, ink cartridge recording unit and recording device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、相対的に少ない量のカーボンブラックを含有してなる水系インク、及び該水系インクが組み合わされてなる水系インクセット、並びに、これらを用いるインクジェット記録方法、インクカートリッジ、記録ユニット及び記録装置に関する。 The present invention relates to a water-based ink containing a relatively small amount of carbon black, a water-based ink set in which the water-based ink is combined, an ink jet recording method, an ink cartridge, a recording unit, and a recording apparatus using the same. About.
インクジェット記録方法は、インクの小滴を飛翔させ、紙等の記録媒体(被記録材)にインクを付着させて記録を行うものである。特に、吐出エネルギー供給手段として電気熱変換体を用い、熱エネルギーをインクに与えて気泡を発生させることにより液滴を発生させる方式のインクジェット記録方法(サーマルインクジェット記録方法)によれば、記録へッドの高密度マルチオリフィス化を容易に実現することができ、高解像度及び高品位の画像を高速で記録することができる(特許文献1〜3参照)。 In the ink jet recording method, recording is performed by ejecting small ink droplets and attaching the ink to a recording medium (recording material) such as paper. In particular, according to an ink jet recording method (thermal ink jet recording method) in which an electrothermal transducer is used as the discharge energy supply means and droplets are generated by generating bubbles by applying thermal energy to the ink, the recording head is used. High-density multi-orifice can be easily realized, and high-resolution and high-quality images can be recorded at high speed (see Patent Documents 1 to 3).
近年、これらの技術を利用し、様々な用途で使用可能なインクが求められている。特に、画像の堅牢性を重視する用途では、色材として顔料を用いる顔料インクが利用されている。これら顔料インクの用途においても、単に美麗な有色画像を形成することに留まらず、モノクロ画像の階調性やハーフトーンを美麗に形成することも求められている。 In recent years, there has been a demand for inks that can be used in various applications using these technologies. In particular, pigment inks that use pigments as colorants are used in applications that emphasize image fastness. Even in the use of these pigment inks, it is required not only to form a beautiful colored image, but also to form a gradation and a halftone of a monochrome image beautifully.
これらの要求を満たすために、カーボンブラック濃度の異なる複数のブラックインクを用いることで、シャドー部等の暗色に対する色再現性やグレイの階調性の向上、グレイバランスの安定性、更には、メタメリズムを解消させる提案がされている(特許文献4及び5参照)。以後、カーボンブラック濃度の異なる複数のブラックインクのうち、インク中のカーボンブラック含有量が相対的に少ないブラックインクをライトブラックインクと呼ぶ。 In order to satisfy these requirements, the use of multiple black inks with different carbon black densities improves the color reproducibility and darkness of dark colors such as shadow areas, the stability of gray balance, and metamerism. Has been proposed (see Patent Documents 4 and 5). Hereinafter, among a plurality of black inks having different carbon black concentrations, a black ink having a relatively low carbon black content in the ink is referred to as a light black ink.
又、ブラックインクとライトブラックインクを用いて画像を形成させた場合における幾つかの課題、及びその解決方法が提案されている。例えば、インクの浸透性と定着性を改善することを目的として、ライトブラックインクの表面張力をブラックインクの表面張力よりも低くさせるインクセットが提案されている。その際のインクの表面張力の調整には界面活性材が使用されている(特許文献6参照)。又、画像の発色性及び耐擦性を良好することを目的として、色材含有量の少ないインクにのみにポリマー微粒子を含有させることが提案されている(特許文献7参照)。更に、画像の色滲みやフェザリング、カラーブリーディングの発生を抑制することを目的として、色材含有量の少ないインクの少なくとも一つに、糖類を含有させることが提案されている(特許文献8参照)。 In addition, some problems in the case where an image is formed using black ink and light black ink, and a solution to the problem have been proposed. For example, an ink set has been proposed in which the surface tension of light black ink is made lower than the surface tension of black ink for the purpose of improving ink permeability and fixability. A surfactant is used to adjust the surface tension of the ink at that time (see Patent Document 6). In addition, for the purpose of improving the color developability and abrasion resistance of an image, it has been proposed that polymer fine particles are contained only in an ink having a small color material content (see Patent Document 7). Furthermore, for the purpose of suppressing the occurrence of color bleeding, feathering, and color bleeding in an image, it has been proposed that at least one of the inks having a low color material content contains saccharides (see Patent Document 8). ).
又、画像の、帯赤色性や帯黄色性の低減、ゴールデングロス現象の低減、位相ずれ、更には、グレイバランスの安定性やメタメリズム(等色条件)を目的として、少なくとも3種以上の濃度が異なるブラックインクをセットとして用いた提案がなされている(特許文献9〜12参照)。更に、2種以上のライトブラックインクを加えた提案においては、インク中にカーボンブラック以外に別の着色剤を含んだり、画像形成の際に組み合わせて使用するインクに、ライトシアン、ライトマゼンタを加えたインクセットとしたり、レッド・グリーン・バイオレット・オレンジの各インクを加えたインクセットや、インクに樹脂エマルジョンを加えたインクセットとすることにより、上述した色味や色相に関する課題に関して改善する効果を得ていると記載されている。 In addition, at least three or more kinds of densities are used for the purpose of reducing reddishness and yellowishness of the image, reduction of golden gloss phenomenon, phase shift, and further stability of gray balance and metamerism (color matching conditions). Proposals have been made using different black inks as a set (see Patent Documents 9 to 12). Furthermore, in the proposal that added two or more kinds of light black inks, light cyan and light magenta were added to the ink used in combination with other colorants in addition to carbon black in the ink formation. By using an ink set, an ink set with each of the red, green, violet, and orange inks added, or an ink set with a resin emulsion added to the ink, an effect of improving the above-described problems related to the color and hue can be obtained. It is stated that.
本発明者らは、顔料がカーボンブラックであるライトブラックインクを用いた場合について検討していく過程で、被記録材に付与された後の顔料の凝集状態が、インク中に含まれる水溶性有機溶剤の特性や印字プロセスの変化によって大幅に左右され、これによって高品位画像の形成上問題となる新たな課題が生じるという知見を得た。具体的には、前述した技術で使用されている従来の、カーボンブラック含有量が相対的に少なく、且つ界面活性剤を含むライトブラックインクを用いて、光沢紙や半光沢紙に単色画像を形成した場合、ドットとドットが細かく繋がり、インクが付与されて、光沢紙や半光沢紙のインク受容層に定着する前の流動性を有している状態のときに、インクドットが、インク受容層表面の面方向へ不規則に移動し、隣接するドットと、その後に着弾するドットが集合体を形成し、形成した記録画像に、図5に示した如く、肉眼でも確認できるような濃度ムラを生じるという新たな現象を生じることを認識した。以後、この現象を、マイクロビーディング現象と呼ぶ。このマイクロビーディング現象は、比較的に低Dutyで印字した際に生じる現象であり、従来の、顔料ブラックインクを用いてマルチパス記録時に高Dutyで印字した際に、被記録材のインク受容層のインク吸収性に対してインク付与量が過剰になることによってインクが溢れたことによって生じる、所謂、ビーディング現象とは異なるものである。 In the process of studying the case where the light black ink whose pigment is carbon black is used, the present inventors have found that the aggregated state of the pigment after being applied to the recording material is the water-soluble organic contained in the ink. The inventor has obtained the knowledge that it greatly depends on the characteristics of the solvent and the change of the printing process, and this causes a new problem that becomes a problem in forming a high-quality image. Specifically, a single-color image is formed on glossy or semi-glossy paper using light black ink, which is used in the above-mentioned technology and has a relatively low carbon black content and contains a surfactant. In this case, when the dots are connected finely, and the ink dots are in a state of having fluidity before being fixed on the ink receiving layer of glossy paper or semi-glossy paper, the ink dots are formed in the ink receiving layer. Irregularly moving in the surface direction of the surface, adjacent dots and dots that subsequently land form an aggregate, and the formed recorded image has density unevenness that can be confirmed with the naked eye as shown in FIG. Recognized that a new phenomenon occurs. Hereinafter, this phenomenon is referred to as a microbeading phenomenon. This micro beading phenomenon is a phenomenon that occurs when printing is performed at a relatively low duty. When printing is performed at a high duty during multi-pass printing using a conventional pigment black ink, the ink receiving layer of the recording material is used. This is different from the so-called beading phenomenon that occurs when the amount of ink applied is excessive with respect to the ink absorptivity and the ink overflows.
本発明者らは、ライトブラックインクを用いて単色画像を形成させた時に現れる上記マイクロビーディングという現象に対して鋭意検討した結果、被記録材上での顔料の乾燥速度を遅くすることによって、この現象を緩和させることが可能となることが分かった。しかしながら、単に被記録材上での顔料の乾燥速度を遅らせるだけでは、被記録材上にインクを付与した後の定着性が大幅に悪化し、この場合は、画像品位が劣化してしまうことが起こる。そこで、本発明者らは、前記したライトブラックインクを用いて画像を形成させた時に起きるマイクロビーディング現象を抑制させながら、且つ、インクの定着性の悪化を引き起こさない水系インクを提供することが、大きな課題であることを認識した。特に、上記したような水系インクを得ることは、インクジェット記録方式で良好な画像を得るための大きな課題となる。 As a result of intensive studies on the phenomenon of microbeading that appears when a monochromatic image is formed using a light black ink, the present inventors have reduced the drying speed of the pigment on the recording material, It has been found that this phenomenon can be alleviated. However, by simply delaying the drying speed of the pigment on the recording material, the fixability after the ink is applied to the recording material is greatly deteriorated. In this case, the image quality may be deteriorated. Occur. Accordingly, the present inventors can provide a water-based ink that suppresses the microbeading phenomenon that occurs when an image is formed using the above-described light black ink and that does not cause deterioration of the fixing property of the ink. Recognized that it was a big challenge. In particular, obtaining the water-based ink as described above is a big problem for obtaining a good image by the ink jet recording method.
従って、本発明の目的は、光沢紙や半光沢紙への画像形成において、インク中におけるカーボンブラックの含有量が少なく、且つ、浸透性を改善するためのノニオン性界面活性剤を含む水系のライトブラックインクを用いて単色画像を形成させる際に生じるマイクロビーディング現象の抑制、及び、良好な定着性を実現できる水系インクを提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a water-based light containing a nonionic surfactant for improving penetrability and containing a small amount of carbon black in the ink when forming an image on glossy or semi-glossy paper. It is an object of the present invention to provide a water-based ink capable of suppressing microbeading phenomenon that occurs when a monochrome image is formed using black ink and realizing good fixing properties.
更に、本発明の別の目的は、上記水系インク、或いは該インクを他の水系インクと組み合わせてセットとして画像形成に用いることで、画像の均一性、更に、優れた定着性を実現できる画像形成が可能となるインクジェット記録方法、インクカートリッジ、インクユニット及び記録装置を提供することである。 Furthermore, another object of the present invention is to form an image that can realize image uniformity and further excellent fixability by using the water-based ink or the ink in combination with another water-based ink as a set for image formation. An ink jet recording method, an ink cartridge, an ink unit, and a recording apparatus are provided.
上記の目的は、以下の本発明によって達成される。即ち、本発明は、カーボンブラックを0.2〜1.5質量%と、ノニオン性界面活性剤を0.5〜3.0質量%とを含んでなり、更に、25℃(常温の意である、以下同様)において単体では固体である水溶性有機化合物、及び、25℃において単体では液体であって且つ25℃における単体での表面張力の値が35mN/m以上である水溶性有機化合物の少なくとも一方を含み、且つ、インク中における上記水溶性有機化合物の全量が30〜40質量%の範囲内であり、更に、25℃における単体での表面張力の値が35mN/mよりも小さい水溶性有機化合物を含有しないことを特徴とする水系インクである。 The above object is achieved by the present invention described below. That is, the present invention comprises carbon black in an amount of 0.2 to 1.5% by mass and nonionic surfactant in an amount of 0.5 to 3.0% by mass. A water-soluble organic compound that is solid in a simple substance and a water-soluble organic compound that is liquid in a simple substance at 25 ° C. and has a surface tension value of 25 mN / m or more at 25 ° C. Water-soluble including at least one and having the total amount of the water-soluble organic compound in the ink in the range of 30 to 40% by mass and having a surface tension value at 25 ° C. of less than 35 mN / m. It is a water-based ink characterized by not containing an organic compound.
又、上記水系インクの好ましい形態としては、下記のものが挙げられる。上記ノニオン性界面活性剤がアセチレングリコール系界面活性剤であること、上記25℃において単体では固体である水溶性有機化合物が、糖類ではないことが挙げられる。更に、好ましい形態としては、上記25℃において単体では固体である水溶性有機化合物が、尿素、チオ尿素、エチレン尿素、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、及び平均分子量1,000以上のポリエチレングリコールであることが挙げられる。 Moreover, the following are mentioned as a preferable form of the said water-system ink. It is mentioned that the nonionic surfactant is an acetylene glycol surfactant, and that the water-soluble organic compound that is solid at 25 ° C. is not a saccharide. Furthermore, as a preferable form, the water-soluble organic compound that is solid in a simple manner at 25 ° C. is urea, thiourea, ethylene urea, trimethylolpropane, trimethylolethane, and polyethylene glycol having an average molecular weight of 1,000 or more. Can be mentioned.
又、本発明の別の実施形態は、上記何れかに記載の水系インクと、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ブラックインク、レッドインク、グリーンインク、ブルーインク、オレンジインク、及びバイオレットインクからなる群から選ばれる少なくとも1の水系インクとを組み合わせてなることを特徴とする水系インクセットである。 Another embodiment of the present invention comprises any one of the above-described water-based inks, cyan ink, magenta ink, yellow ink, black ink, red ink, green ink, blue ink, orange ink, and violet ink. A water-based ink set comprising a combination of at least one water-based ink selected from a group.
又、本発明の別の実施形態としては、下記のものが挙げられる。上記何れかに記載の水系インク、又は上記水系インクセットを構成する各水系インクをインクジェット記録方法で吐出する工程を少なくとも有することを特徴とするインクジェット記録方法。上記何れかに記載の水系インク、又は上記水系インクセットを構成する各水系インクが、個別に収容されてなることを特徴とするインクカートリッジ。上記何れかに記載の水系インク、又は上記水系インクセットを構成する各水系インクが個別に収容されてなるインク収容部と、該インクを吐出させるためのインクジェットヘッドとを具備してなることを特徴とする記録ユニット。上記何れかに記載の水系インク、又は上記水系インクセットを構成する各水系インクが個別に収容されてなるインク収容部と、該インクを吐出させるためのインクジェットヘッドとを具備してなることを特徴とするインクジェット記録装置。上記何れかに記載の水系インク、又は上記水系インクセットを構成する各水系インクを用いて、被記録材に画像を形成することを特徴とする画像形成方法。 Moreover, the following are mentioned as another embodiment of this invention. An inkjet recording method comprising at least a step of ejecting the aqueous ink according to any one of the above or each aqueous ink constituting the aqueous ink set by an inkjet recording method. An ink cartridge comprising the water-based ink according to any one of the above or each water-based ink constituting the water-based ink set. A water-based ink according to any one of the above or each water-based ink constituting the water-based ink set is individually stored, and an ink jet head for discharging the ink is provided. And recording unit. A water-based ink according to any one of the above or each water-based ink constituting the water-based ink set is individually stored, and an ink jet head for discharging the ink is provided. An inkjet recording apparatus. An image forming method, wherein an image is formed on a recording material using any one of the water-based inks described above or each water-based ink constituting the water-based ink set.
以上説明したように、本発明によれば、カーボンブラック含有量が相対的に少なく、且つ、浸透性を改善するためのノニオン性界面活性剤を含むライトブラックインクを用いて画像形成を行う際に生じるマイクロビーディング現象の発生を抑制でき、しかも、良好な定着性を達成できる水系のライトブラックインクが提供される。又、本発明によれば、上記のライトブラックインクを用いることによって、マイクロビーディング現象が低減し、しかも良好な定着性が実現された高品位画像の形成が可能となる水系インクセット、並びにそれを用いる記録方法、インクカートリッジ、インクユニット及び記録装置が提供される。 As described above, according to the present invention, when forming an image using a light black ink having a relatively low carbon black content and containing a nonionic surfactant for improving permeability. There is provided an aqueous light black ink that can suppress the occurrence of the microbeading phenomenon and that can achieve good fixing properties. In addition, according to the present invention, by using the above-described light black ink, a water-based ink set capable of forming a high-quality image in which microbeading phenomenon is reduced and good fixability is realized, and the same A recording method, an ink cartridge, an ink unit, and a recording apparatus are provided.
以下、本発明の好ましい実施の形態を挙げて本発明を詳細に説明する。本発明者らは、上記した従来技術の課題について鋭意検討した結果、インク組成、特に、水溶性有機化合物を制御することで、インク中のカーボンブラック含有量が少ないライトブラックインクを画像形成に用いた場合でも、被記録材に付与された後のカーボンブラックインクの存在形態を制御することができ、これによって、マイクロビーディング現象の抑制と、インクの定着性劣化の抑制と言った2つの課題を両立することが可能となることを見いだして、本発明に至った。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments of the present invention. As a result of intensive studies on the above-mentioned problems of the prior art, the present inventors have used light black ink having a low carbon black content in the ink for image formation by controlling the ink composition, particularly the water-soluble organic compound. Even in such a case, it is possible to control the existence form of the carbon black ink after being applied to the recording material, and thereby, two problems such as suppression of the micro beading phenomenon and suppression of deterioration of the fixing property of the ink. As a result, the present invention has been found.
本発明者らは、本発明にかかる水系インクであるライトブラックインクを用いることで、上記優れた効果が得られ、従来の課題を解決することが可能となった理由を以下のように考えている。先ず、インク中のカーボンブラック含有量が少ないライトブラックインクを用いて、光沢紙や半光沢紙に単色画像形成する際に、顔料インク特有の新たな課題である低Dutyで生じるマイクロビーディング現象が、特にマルチパス記録時に生じる原因について考察する。 The present inventors consider the reason why the above-described excellent effect can be obtained by using the light black ink that is the water-based ink according to the present invention and the conventional problems can be solved as follows. Yes. First, when a single color image is formed on glossy or semi-glossy paper using light black ink with a low carbon black content in the ink, a micro beading phenomenon that occurs at low duty, which is a new problem unique to pigment inks, occurs. In particular, the cause of multipass recording will be considered.
ここで、マルチパス記録とは、被記録材の記録領域に対して、各色のノズル列がn回スキャンして画像を形成する、所謂、マルチパス記録、分割記録のスキャン回数を記録パス数とし、パス数が増えると、それに合わせて1スキャンあたりの記録Dutyを減らし、n回で画像が完成するように各スキャンで補完しながら記録を行う記録方法である。 Here, multi-pass printing is the so-called multi-pass printing and divided printing scan times where the nozzle array of each color scans n times to form an image on the recording area of the recording material. According to this recording method, recording is performed while complementing each scan so that the recording duty per scan is reduced and the image is completed n times as the number of passes increases.
図4(a)は、被記録材90の断面に、1パス目のインク滴が着弾した後の様子を示す。このときインク中の顔料以外の成分92は被記録材中に浸透するが、カーボンブラック顔料91は、被記録材90の表面に形成されているインク受容層の細孔よりもサイズが大きいため、被記録材内部には浸透せず、被記録材90の表面上に存在する。 FIG. 4A shows a state after the ink droplet of the first pass has landed on the cross section of the recording material 90. At this time, the components 92 other than the pigment in the ink penetrate into the recording material, but the carbon black pigment 91 is larger in size than the pores of the ink receiving layer formed on the surface of the recording material 90. It does not penetrate inside the recording material and exists on the surface of the recording material 90.
このとき、インク中のカーボンブラック含有量が多い(濃)ブラックインクに比べて、ライトブラックインクはインク中のカーボンブラック含有量が少ないため、インクが被記録材に着弾した際には、被記録材90の表面のカーボンブラック91の存在数も少ないことになる(図4(a)参照)。この存在数の少ないカーボンブラック91の集合体においては、被記録材90におけるカーボンブラック91が着弾した周辺や内部に存在する水や溶媒成分も少ないため、ライトブラックインクの1パス目のインク滴が着弾した際には、速い段階で乾燥することになる。一方、カーボンブラック91の含有量が多いインクの場合には、インクが被記録材90に着弾するとカーボンブラック91は多く重なりあって存在するため、カーボンブラック91の周辺や内部には、多くの水や溶媒成分が存在することになるので、ライトブラックインクが着弾した場合よりも乾燥速度は遅くなる。 At this time, the light black ink has a lower carbon black content in the ink than the black ink having a higher carbon black content in the ink. The number of carbon blacks 91 existing on the surface of the material 90 is also small (see FIG. 4A). In this aggregate of carbon blacks 91 with a small number of existence, since there are few water and solvent components in the periphery and inside of the recording material 90 where the carbon black 91 has landed, the ink droplets in the first pass of the light black ink are present. When it hits, it will dry quickly. On the other hand, in the case of an ink having a high carbon black 91 content, when the ink lands on the recording material 90, the carbon black 91 is overlapped and a large amount of water is present around or inside the carbon black 91. And solvent components, the drying speed is slower than when the light black ink is landed.
上記したように、多パス印字においては、カーボンブラック91の含有量が少ないライトブラックインクでは1パス目のインク滴の乾燥が速く、その次の2パス目のインク滴93が着弾する前に水やインク溶剤の浸透・拡散により被記録材表面で乾燥してしまうため、その表面の細孔をカーボンブラック顔料粒子で塞いでしまう。 As described above, in multi-pass printing, the light black ink with a low carbon black 91 content causes the ink droplets in the first pass to dry quickly, and the water droplets before the ink droplets 93 in the next second pass land. In addition, the surface of the recording material is dried by the permeation and diffusion of the ink solvent, so that the pores on the surface are blocked with carbon black pigment particles.
このようなメカニズムにより、ライトブラックインクを用いてのマルチパス画像形成時には、被記録材90の表面上のカーボンブラック91からなる薄い層があたかも「目止め」のようになってしまう部分が存在する。このため、これ以降のインク滴が着弾する際に、比較的低Dutyで、被記録材のインク受容層にはインクを吸収する余地を残しているにもかかわらず、これらのインクの吸収が阻害されてしまう部分と、そうでない部分のムラが発生すると考えられる。 Due to such a mechanism, when forming a multi-pass image using light black ink, there is a portion where a thin layer of carbon black 91 on the surface of the recording material 90 becomes as if it is “stop”. . For this reason, when ink drops thereafter land, the absorption of these inks is obstructed even though there is room for absorbing ink in the ink receiving layer of the recording material at a relatively low duty. It is considered that unevenness occurs between the part that is done and the part that is not.
又、吸収が阻害された部分のインク成分は、被記録材90のインク受容層表面の面方向へ不規則に移動し、隣接するドットと新たなドットの集合体を形成してしまう。これらの作用により、結果として、図4(b)に示すように、被記録材90表面上にカーボンブラック粒子91が寄り集まった部分と、そうでない部分との偏在を引き起こしてしまい、記録画像に細かな濃度ムラが生じてしまう。以上のプロセスによって、ライトブラックインクを用いてマルチパス印字を行った場合には、図5に示すように、形成画像には、肉眼でも確認できるような微細なまだら状の濃度ムラが現れる。即ち、この微細なまだら状の濃度ムラによってマイクロビーディング現象が生じ、画像品位の劣化が起こると推測している。 In addition, the ink component in the portion where the absorption is inhibited moves irregularly in the surface direction of the surface of the ink receiving layer of the recording material 90, and forms an aggregate of adjacent dots and new dots. As a result, as shown in FIG. 4 (b), these actions cause uneven distribution between a portion where the carbon black particles 91 are gathered on the surface of the recording material 90 and a portion where the carbon black particles 91 are not gathered. Fine density unevenness occurs. When multi-pass printing is performed using light black ink by the above process, as shown in FIG. 5, fine mottled density unevenness that can be confirmed with the naked eye appears in the formed image. That is, it is presumed that the micro beading phenomenon is caused by the fine mottled density unevenness and the image quality is deteriorated.
以上のようなマイクロビーディング現象は、高速定着性を重視し、界面活性剤や浸透系の有機溶剤等を用いてインクの表面張力を低下させた、浸透系インクにおいて、特に顕著となる。これは、上記のような浸透系インクにおいては、水及び有機溶剤の被記録材内部方向への浸透速度が早まることによって、顔料の乾燥が促進され、上記した被記録材表面の細孔を「目止め」する効果が大きくなってしまうためと考えている。 The microbeading phenomenon as described above is particularly noticeable in penetrating inks in which high-speed fixability is emphasized and the surface tension of the ink is reduced using a surfactant, a penetrating organic solvent, or the like. This is because, in the penetrating ink as described above, the drying speed of the pigment is promoted by increasing the permeation speed of water and the organic solvent in the recording material inside direction, and the above-described pores on the surface of the recording material are removed. This is because the effect of “stopping” will increase.
以上のことから、被記録材上での顔料の乾燥を遅くすることでマイクロビーディング現象を抑制できると考えられる。顔料の乾燥を遅くする具体的な方法としては、インク中の浸透剤となる材料の含有量を減らし表面張力を上げる方法や、インク中の不揮発性溶剤量を増加させ、インクが被記録材に着弾、付与された後の顔料近傍の溶剤成分の蒸発を遅くする方法等が考えられる。しかし、上記したような組成のインクを用いた場合は、マイクロビーディング現象は確かに抑制されるものの、インクが被記録材に付与された後の被記録材内部方向への水系成分の浸透が遅くなるため、色材が乾燥し、定着するまでに要する時間が長くなってしまい、定着性が損なわれる。 From the above, it is considered that the microbeading phenomenon can be suppressed by slowing the drying of the pigment on the recording material. Specific methods for slowing the drying of the pigment include reducing the content of the penetrant material in the ink and increasing the surface tension, and increasing the amount of the non-volatile solvent in the ink so that the ink is applied to the recording material. A method of slowing the evaporation of the solvent component in the vicinity of the pigment after landing and being applied can be considered. However, when the ink having the composition as described above is used, the microbeading phenomenon is surely suppressed, but the penetration of the water-based component in the recording material internal direction after the ink is applied to the recording material. Since it becomes slow, the color material is dried and the time required for fixing becomes longer, and the fixing property is impaired.
そこで、本発明者らは、マイクロビーディング現象の抑制と、良好な定着性の両立とを達成させるために、インク中の、浸透剤となる水溶性有機化合物及び界面活性剤といった構成成分として適宜なものを選択し、その量を最適化することによって、インクが被記録材に着弾した直後の顔料粒子の存在形態が制御され、この結果、上記目的の達成が可能になることを見出して本発明に至った。 Therefore, in order to achieve both suppression of the microbeading phenomenon and good fixability, the present inventors appropriately used as constituent components such as a water-soluble organic compound and a surfactant as a penetrant in the ink. The amount of pigment particles present immediately after the ink has landed on the recording material is controlled by optimizing the amount of the selected material, and as a result, the above object can be achieved. Invented.
ここで、本発明にかかる水系インクであるライトブラックインクが被記録材上に着弾して、被記録材の表面近傍で単色画像が形成されるまでの工程について説明する。図6(a)は、被記録材100の断面に、1パス目のインク滴が着弾した様子を示す。このときインク中の顔料以外の水系成分102の大半は被記録材内部に迅速に浸透する。しかし、本発明においてインクの構成成分となり得る、それ自身の表面張力が35mN/m以上と高い水溶性有機化合物は、インク中における含有量が30%〜40質量%の範囲である場合には、インク着弾直後は被記録材内部に浸透することなく顔料近傍に多く存在する。 Here, a process from when the light black ink, which is a water-based ink according to the present invention, lands on a recording material and a monochromatic image is formed near the surface of the recording material will be described. FIG. 6A shows a state where an ink droplet of the first pass has landed on the cross section of the recording material 100. At this time, most of the aqueous component 102 other than the pigment in the ink quickly penetrates into the recording material. However, a water-soluble organic compound having a high surface tension of 35 mN / m or more, which can be a constituent component of the ink in the present invention, has a content in the ink of 30% to 40% by mass. Immediately after ink landing, there are many in the vicinity of the pigment without penetrating into the recording material.
又、本発明においてインクの構成成分となる、25℃において単体では固体である水溶性有機化合物は、インク滴の着弾後、水分蒸発による粘度上昇が急激に起こるため、これらの成分は通常のインク成分よりも表面上に残りやすく、インク着弾直後は被記録材に浸透することなく顔料近傍に多く存在する。特に、常温で固体である物質が保湿剤としての機能を有する物質、例えば、トリメチロールプロパン等の場合には、上記現象をより顕著に引き起こす。 In addition, the water-soluble organic compound that is a solid at 25 ° C., which is a constituent component of the ink in the present invention, rapidly increases in viscosity due to water evaporation after landing of ink droplets. It tends to remain on the surface rather than the component, and immediately after ink landing, it exists in the vicinity of the pigment without penetrating the recording material. In particular, when the substance that is solid at room temperature is a substance having a function as a moisturizing agent, such as trimethylolpropane, the above phenomenon is caused more remarkably.
本発明にかかる水系インクは、上記したような特性を有する水溶性有機化合物が含有されているため、インクが被記録材上に1パス目に着弾した場合、カーボンブラック顔料101は、その粒子近傍に、これらの被記録材中に浸透し難い水溶性有機化合物を主成分とするインク成分103を留めているため、2パス目のインク滴104の着弾時までの極端な乾燥が緩和される。このため、次の印字パスの際に、インクの吸収が阻害されてしまう部分が存在しないため、インク滴104もムラなく均一に浸透することが可能となる。このため図6(b)に示すように、顔料粒子は、被記録材表面上に、均一に偏在することなく存在することが可能となる。以上のプロセスによって、形成される単色画像は、図7に示すようなマイクロビーディング現象のない、均一な画像が形成される。 Since the water-based ink according to the present invention contains the water-soluble organic compound having the above-described characteristics, when the ink lands on the recording material in the first pass, the carbon black pigment 101 is in the vicinity of the particle. In addition, since the ink component 103 mainly composed of a water-soluble organic compound that does not easily penetrate into these recording materials is retained, extreme drying until the ink droplet 104 in the second pass is landed is alleviated. For this reason, in the next printing pass, there is no portion where the ink absorption is hindered, so that the ink droplet 104 can penetrate evenly and uniformly. Therefore, as shown in FIG. 6B, the pigment particles can exist on the surface of the recording material without being evenly distributed. By the above process, the formed monochromatic image has a uniform image without the micro beading phenomenon as shown in FIG.
上記のような構成の本発明にかかる水系インクは、単純にインク中に含有させる界面活性剤の量を規定することで、インクの被記録材への浸透性を制御した場合とは異なる。例えば、インク中における界面活性剤量を減らし、インクの浸透を遅くすることで、マイクロビーディング現象を抑制することは可能であるが、この場合には、極端に定着性が低下してしまう。一方、界面活性剤量を増やした場合には、良好な定着性が得られても、マイクロビーディング現象が発生してしまう。 The water-based ink according to the present invention having the above-described configuration is different from the case where the penetrability of the ink into the recording material is controlled by simply defining the amount of the surfactant contained in the ink. For example, it is possible to suppress the microbeading phenomenon by reducing the amount of the surfactant in the ink and slowing the penetration of the ink, but in this case, the fixability is extremely lowered. On the other hand, when the amount of the surfactant is increased, a microbeading phenomenon occurs even if good fixability is obtained.
これに対して、本発明者らが鋭意検討した結果、インクを設計する場合に、上記で説明したような被記録材内部への浸透速度が遅い水溶性有機化合物と、浸透剤として機能するノニオン性界面活性剤のインク中における含有量を規定し最適化することで、マイクロビーディング現象の抑制と、良好な定着性を両立することが可能になることを突き止めて、本発明に至った。以下、本発明にかかる水系インクを構成する各成分について説明する。 On the other hand, as a result of intensive studies by the present inventors, when designing an ink, a water-soluble organic compound having a low penetration rate into the recording material as described above and a nonion that functions as a penetrant The present inventors have found out that it is possible to achieve both suppression of the microbeading phenomenon and good fixability by defining and optimizing the content of the surfactant in the ink. Hereafter, each component which comprises the water-system ink concerning this invention is demonstrated.
<カーボンブラック含有量>
本発明にかかる水系インクは、インク中に含まれるカーボンブラック含有量が0.2〜1.5質量%であり、ライトブラックインクとして使用されるものである。カーボンブラックをこれ以上の濃度で含むインクの場合には、先に述べたように、着弾した場合にカーボンブラック粒子が被記録材上に多く存在することによって乾燥に要する時間が増加するため、本発明が問題としているマイクロビーディング現象は生じにくい。一方、画像形成の際にライトブラックインクを用いる利点であるシャドー部等の暗色に対する色再現性やグレイの階調性の向上、グレイバランスの安定性といった効果を得るためには、インク中に含まれるカーボンブラック含有量を0.2〜1.5質量%の範囲とすることが好適である。尚、本発明で使用するカーボンブラックについては、後述する。
<Carbon black content>
The water-based ink according to the present invention has a carbon black content of 0.2 to 1.5% by mass and is used as a light black ink. In the case of ink containing carbon black at a concentration higher than this, as described above, since a large amount of carbon black particles are present on the recording material when landed, the time required for drying increases. The microbeading phenomenon which is a problem of the invention is unlikely to occur. On the other hand, in order to obtain the effects of using light black ink for image formation, such as improved color reproducibility for dark colors such as shadows, improvement of gray gradation, and stability of gray balance, it is included in the ink. The carbon black content is preferably in the range of 0.2 to 1.5 mass%. The carbon black used in the present invention will be described later.
<浸透速度が遅い水溶性有機化合物の含有量>
更に、本発明者らは、カーボンブラック含有量が0.2〜1.5質量%と少ないインクにおいて、マイクロビーディング現象の抑制と、良好な定着性の両立を達成するために、前記したような被記録材内部への浸透速度が遅い水溶性有機化合物をインク中に含有させることついて詳細な検討を行った。この結果、インク中に、25℃において単体では固体である水溶性有機化合物か、又は、25℃において単体では液体であり且つ25℃における単体での表面張力の値が35mN/m以上である水溶性有機化合物の何れか一方、又は両方を含有し、更に、これらの水溶性有機化合物の全量が30〜40質量%の範囲であるときに、本発明の効果が最も発揮され、マイクロビーディング現象の抑制と、良好な定着性の両立が高いレベルで達成できることがわかった。尚、本発明で使用する上記水溶性有機化合物の具体例については、後述する。
<Content of water-soluble organic compound with slow penetration rate>
Furthermore, the present inventors have described above in order to achieve both suppression of the microbeading phenomenon and good fixability in an ink having a low carbon black content of 0.2 to 1.5% by mass. Detailed investigations were made on the incorporation of a water-soluble organic compound having a low penetration rate into the recording material into the ink. As a result, the ink contains a water-soluble organic compound that is solid at 25 ° C. or a water-soluble organic compound that is liquid at 25 ° C. and has a surface tension value of at least 35 mN / m at 25 ° C. The effect of the present invention is most exerted when the total amount of these water-soluble organic compounds is in the range of 30 to 40% by mass, and the microbeading phenomenon. It was found that both the suppression of the toner and the good fixing property can be achieved at a high level. In addition, the specific example of the said water-soluble organic compound used by this invention is mentioned later.
インクに含有させる水溶性有機化合物として、上記以外の、25℃において液体であるが、25℃における表面張力が35mN/m未満である水溶性有機化合物、つまり浸透系の溶剤がインク中に存在する場合には、インク適が着弾した際、顔料以外の水や水溶性有機化合物といった成分の被記録材内部方向への浸透性が高くなり過ぎることにより顔料の乾燥が促進され、マイクロビーディング現象による画像品位の低下が顕著になってしまい、好ましくない。 As the water-soluble organic compound to be contained in the ink, other than the above, a water-soluble organic compound that is liquid at 25 ° C. but has a surface tension at 25 ° C. of less than 35 mN / m, that is, a penetrating solvent is present in the ink. In this case, when ink suitability is reached, the penetration of components other than the pigment, such as water and water-soluble organic compounds, into the recording material becomes too high, and the drying of the pigment is promoted. The deterioration of image quality becomes remarkable, which is not preferable.
又、本発明で使用する前記した水溶性有機化合物のインク中における総量が30質量%未満の場合にも、顔料の乾燥が速いためマイクロビーディング現象が生じ易い。一方、本発明で使用する前記した水溶性有機化合物のインク中における総量が40質量%よりも多い場合には、良好な定着性が得られず、又、粘度上昇等により、特にインクジェット用インクとして用いる場合には、インク吐出不良等の弊害を生じやすいことからも好ましくない。 Even when the total amount of the water-soluble organic compound used in the present invention in the ink is less than 30% by mass, the microbeading phenomenon is likely to occur because the pigment is quickly dried. On the other hand, when the total amount of the water-soluble organic compound used in the present invention in the ink is more than 40% by mass, good fixability cannot be obtained. When used, it is not preferable because it is liable to cause problems such as defective ink ejection.
<ノニオン性界面活性剤の含有量>
本発明にかかる水系インクは、ノニオン性界面活性剤を、0.5〜3.0質量%の範囲内で含むが、エチレンオキサイド基を有するノニオン界面活性剤、特に、アセチレングリコール系界面活性剤を用いることが好ましい。ノニオン性界面活性剤の含有量が0.5質量%よりも少ない場合には良好な定着性が得られず、3.0質量%よりも多い場合には、特に、インクジェット記録用等とした際に、休止状態からのインク吐出性に弊害を生じるため、好ましくない。
<Content of nonionic surfactant>
The water-based ink according to the present invention contains a nonionic surfactant in the range of 0.5 to 3.0% by mass, and includes a nonionic surfactant having an ethylene oxide group, in particular, an acetylene glycol surfactant. It is preferable to use it. When the content of the nonionic surfactant is less than 0.5% by mass, good fixability cannot be obtained, and when the content is more than 3.0% by mass, particularly when it is used for inkjet recording or the like. In addition, the ink discharge performance from the resting state is adversely affected.
[ノニオン性界面活性剤]
エチレンオキサイド基を有するノニオン性界面活性剤の例として、下記構造式(1)〜(4)の構造を有している化合物が挙げられる。
[Nonionic surfactant]
Examples of the nonionic surfactant having an ethylene oxide group include compounds having the structures of the following structural formulas (1) to (4).
(但し、上記構造式(1)中、Rはアルキルを表し、nは整数を表す。) (In the structural formula (1), R represents alkyl and n represents an integer.)
上記構造式(1)中、Rは炭素数8〜21のアルキルであることが好ましい。Rは直鎖状でも分岐状でもよい。nは5〜40の整数であることが好ましい。R及び/又はnの値が異なる2種以上の化合物の混合物を使用することもできる。 In the structural formula (1), R is preferably an alkyl having 8 to 21 carbon atoms. R may be linear or branched. n is preferably an integer of 5 to 40. It is also possible to use a mixture of two or more compounds having different values of R and / or n.
(但し、上記構造式(2)中、Rはアルキル基を表し、nは整数を表す。) (In the structural formula (2), R represents an alkyl group, and n represents an integer.)
上記構造式(2)中、Rは炭素数8〜21のアルキルであることが好ましい。Rは直鎖状でも分岐状でもよい。nは5〜40の整数であることが好ましい。R及び/又はnの値が異なる2種以上の化合物の混合物を使用することもできる。 In the structural formula (2), R is preferably an alkyl having 8 to 21 carbon atoms. R may be linear or branched. n is preferably an integer of 5 to 40. It is also possible to use a mixture of two or more compounds having different values of R and / or n.
(但し、上記構造式(3)中、Rは水素原子、又はアルキル基を表し、m及びnは、夫々整数を表す。) (In the structural formula (3), R represents a hydrogen atom or an alkyl group, and m and n each represents an integer.)
上記構造式(3)中、mは1〜10の整数であることが好ましい。nは1〜10の整数であることが好ましい。尚、mはエチレンオキシドユニット数を、nはプロピレンオキシドユニット数を意味し、ブロック共重合体、交互共重合体、ランダム共重合体の何れでもよい。m及び/又はnの値が異なる2種以上の化合物の混合物を使用することもできる。 In the structural formula (3), m is preferably an integer of 1 to 10. n is preferably an integer of 1 to 10. In addition, m means the number of ethylene oxide units, n means the number of propylene oxide units, and any of a block copolymer, an alternating copolymer, and a random copolymer may be used. A mixture of two or more compounds having different values of m and / or n can also be used.
(但し、構造式(4)中、m及びnは、夫々整数を表わす。) (In the structural formula (4), m and n each represents an integer.)
上記構造式(4)中、mは1〜10の整数であることが好ましい。nは1〜10の整数であることが好ましい。m及び/又はnの値が異なる2種以上の化合物の混合物を使用することもできる。 In the structural formula (4), m is preferably an integer of 1 to 10. n is preferably an integer of 1 to 10. A mixture of two or more compounds having different values of m and / or n can also be used.
上記に列挙した構造式(1)〜(4)のエチレンオキサイド基を有するノニオン性界面活性剤を特定量で用いた場合には本発明の効果が十分得られるが、中でも上記構造式(4)で示される、アセチレングリコール系界面活性剤を用いた場合に、定着性において特に優れた効果が得られるため最も好ましい。更に、上記構造式(4)中のm+nの値が、3以上であるものが特に好ましい。m+nの値が3未満である場合には、疎水性が大きいため水系インクへの溶解度が低く、インク中で分離を生じやすいので、あまり好ましくない。 When the nonionic surfactant having an ethylene oxide group of the structural formulas (1) to (4) listed above is used in a specific amount, the effect of the present invention can be sufficiently obtained, but above all, the above structural formula (4) When an acetylene glycol surfactant represented by the formula (1) is used, it is most preferable because a particularly excellent effect is obtained in fixability. Furthermore, the value of m + n in the structural formula (4) is particularly preferably 3 or more. When the value of m + n is less than 3, it is not preferable because the hydrophobicity is large and the solubility in water-based ink is low and separation is likely to occur in the ink.
[水溶性有機化合物]
本発明にかかる水系インクは、カーボンブラックの分散媒体として水溶性有機媒体と水との混合媒体を含んでなるが、前記した理由から、水溶性有機媒体として、25℃において単体では固体である水溶性有機化合物か、又は、25℃において単体では液体であり、且つ25℃における単体での表面張力の値が35mN/m以上である水溶性有機化合物かの何れか一方、又は両方が含有されたものであることを要する。そして、更に、上記水溶性有機化合物の全量が30〜40質量%の範囲であることを要する。但し、上記水系インクは、25℃における単体での表面張力の値が35mN/mよりも小さい水溶性有機化合物を含有しない。
[Water-soluble organic compounds]
The water-based ink according to the present invention comprises a mixed medium of a water-soluble organic medium and water as a carbon black dispersion medium. For the reasons described above, the water-based ink is a water-soluble organic medium that is solid as a single substance at 25 ° C. Either a water-soluble organic compound or a water-soluble organic compound that is liquid alone at 25 ° C. and has a surface tension value of at least 35 mN / m at 25 ° C. It needs to be a thing. Further, the total amount of the water-soluble organic compound is required to be in the range of 30 to 40% by mass. However, the water-based ink does not contain a water-soluble organic compound having a surface tension value alone at 25 ° C. smaller than 35 mN / m.
25℃で固体である水溶性有機化合物としては、尿素及びその誘導体、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン等の保湿性固形分、糖類及びその誘導体等、及び平均分子量1,000以上のポリエチレングリコール等が挙げられる。これらはインクに対して0.1〜20.0質量%の範囲とすることが好ましく、より好ましくは3.0〜10.0質量%の範囲である。 Examples of water-soluble organic compounds that are solid at 25 ° C. include urea and derivatives thereof, moisturizing solids such as trimethylolpropane and trimethylolethane, saccharides and derivatives thereof, and polyethylene glycol having an average molecular weight of 1,000 or more. Can be mentioned. These are preferably in the range of 0.1 to 20.0% by mass with respect to the ink, and more preferably in the range of 3.0 to 10.0% by mass.
しかしながら、25℃において単体では固体である水溶性物質として糖類を用いた場合には、マイクロビーディング現象に関しては解決できるものの、別の問題を生じる場合があるので、あまり好ましくはない。即ち、本発明にかかるインクをインクジェットプリンターに使用した場合に、プリンターがある期間使用されないで放置されたとき、或いは、インクタンクとプリントヘッドが一体型の場合において、プリントヘッド自体がプリンターから外された状態で放置されたとき、或いは、インクタンクとプリントヘッドが分離可能な形態では、インクタンクがプリンターから外された状態で放置されたとき等、水分蒸発が生じることによってノズル先端部のインク中の色材や固体成分の濃度が相対的に増大し固着することにより目詰まりが発生する、所謂固着性の悪化がみられる場合があった。 However, when a saccharide is used as a water-soluble substance that is solid at 25 ° C. alone, although it can solve the microbeading phenomenon, it may cause another problem, so it is not preferable. That is, when the ink according to the present invention is used in an ink jet printer, when the printer is left unused for a certain period of time, or when the ink tank and the print head are integrated, the print head itself is removed from the printer. If the ink tank and the print head are separable from the printer, or if the ink tank is left detached from the printer, moisture evaporation will occur in the ink at the nozzle tip. In some cases, the fixing of the coloring material and the solid component of the material relatively increases and is fixed, so that clogging occurs, so-called deterioration of fixing property is observed.
これに対して、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、又は平均分子量1,000以上のポリエチレングリコールは、インク中に比較的多量に含有させても固着性等の信頼性を損ねることが少ない。よって、本発明にかかる水系インクを構成する25℃で固体である水溶性有機化合物としては、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、又は平均分子量1,000以上のポリエチレングリコール等の保湿性に優れた化合物を使用することが特に好ましい。 On the other hand, trimethylolpropane, trimethylolethane, or polyethylene glycol having an average molecular weight of 1,000 or more rarely impairs reliability such as stickiness even when contained in a relatively large amount in the ink. Therefore, the water-soluble organic compound that is solid at 25 ° C. constituting the water-based ink according to the present invention is a compound having excellent moisture retention, such as trimethylolpropane, trimethylolethane, or polyethylene glycol having an average molecular weight of 1,000 or more. It is particularly preferred to use
本発明にかかる水系インクを構成する水溶性有機化合物として、25℃において単体で液体である水溶性有機化合物を選択して使用する場合には、その25℃における単体での表面張力の値が25℃で35mN/m以上である化合物を選択し、且つ前記した25℃で固体である水溶性有機化合物と併用する場合、或いは複数の上記した有機化合物を使用する場合には、これらの水溶性有機化合物の全量が本発明で規定する範囲内となるように、水溶性有機化合物を選択して適宜に配合し、インクを調製することが必要となる。 When a water-soluble organic compound that is a single liquid at 25 ° C. is selected and used as the water-soluble organic compound constituting the water-based ink according to the present invention, the surface tension value at 25 ° C. alone is 25. When a compound having a temperature of 35 mN / m or more is selected at 25 ° C. and used in combination with a water-soluble organic compound that is solid at 25 ° C. or when a plurality of the above-described organic compounds are used, these water-soluble organic compounds are used. It is necessary to prepare an ink by selecting a water-soluble organic compound and mixing it appropriately so that the total amount of the compound falls within the range specified in the present invention.
本発明にかかる水系インクに用いる水溶性有機溶剤は、以上の条件を満たす限り限定されず、その他、例えば、アルキルアルコール類;アミド類;ケトン又はケトアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;ポリアルキレングリコール類;アルキレングリコール類;グリセリン等の多価アルコール類;N−メチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン等を用いることができる。 The water-soluble organic solvent used in the water-based ink according to the present invention is not limited as long as the above conditions are satisfied. For example, alkyl alcohols; amides; ketones or keto alcohols; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; Alkylene glycols; alkylene glycols; polyhydric alcohols such as glycerin; N-methyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone and the like can be used.
又、本発明にかかる水系インクに用いる水としては、脱イオン水を使用することが望ましい。インクに含有される水の量は、インク全質量に対して、好ましくは40〜70質量%の範囲とすることが好ましい。 Further, it is desirable to use deionized water as the water used in the water-based ink according to the present invention. The amount of water contained in the ink is preferably in the range of 40 to 70% by mass with respect to the total mass of the ink.
[カーボンブラック]
先に述べたように、本発明にかかる水系インクは、ライトブラックインクとして用いられるものであり、インク中に0.2〜1.5質量%のカーボンブラック顔料を含む。本発明において用いるカーボンブラックとしては、例えば、コンタクト法、ファーネスト法、又はサーマル法等の公知の方法によって製造されたカーボンブラックを使用することができる。
[Carbon black]
As described above, the water-based ink according to the present invention is used as a light black ink, and contains 0.2 to 1.5% by mass of carbon black pigment in the ink. As the carbon black used in the present invention, for example, carbon black produced by a known method such as a contact method, a furnace method, or a thermal method can be used.
具体的には、例えば、レイヴァン(Raven)7000、レイヴァン5750、レイヴァン5250、レイヴァン5000ULTRA、レイヴァン3500、レイヴァン2000、レイヴァン1500、レイヴァン1250、レイヴァン1200、レイヴァン1190ULTRA−II、レイヴァン1170、レイヴァン1255(以上、コロンビア社製)、ブラックパールズ(Black Pearls)L、リーガル(Regal)400R、リーガル330R、リーガル660R、モウグル(Mogul)L、モナク(Monarch)700、モナク800、モナク880、モナク900、モナク1000、モナク1100、モナク1300、モナク1400、モナク2000、ヴァルカン(Valcan)XC−72R(以上、キャボット社製)、カラーブラック(Color Black)FW1、カラーブラックFW2、カラーブラックFW2V、カラーブラックFW18、カラーブラックFW200、カラーブラックS150、カラーブラックS160、カラーブラックS170、プリンテックス(Printex)35、プリンテックスU、プリンテックスV、プリンテックス140U、プリンテックス140V、スペシャルブラック(Special Black)6、スペシャルブラック5、スペシャルブラック4A、スペシャルブラック4(以上、デグッサ社製)、No.25、No.33、No.40、No.47、No.52、No.900、No.2300、MCF−88、MA600、MA7、MA8、MA100(以上、三菱化学社製)等の市販品を使用することができる。又、本発明のために別途新たに調製されたカーボンブラックを使用することもできる。しかし、本発明は、これらに限定されるものではなく、従来公知のカーボンブラックを何れも使用することができる。 Specifically, for example, Raven 7000, Ray Van 5750, Ray Van 5250, Ray Van 5000 ULTRA, Ray Van 3500, Ray Van 2000, Ray Van 1500, Ray Van 1250, Ray Van 1200, Ray Van 1190 ULTRA-II, Ray Van 1170, Ray Van 1255 (above, Colombia), Black Pearls L, Legal 400R, Legal 330R, Legal 660R, Mogul L, Monarch 700, Monak 800, Monak 880, Monak 900, Monak 1000, Monak 1100, Monak 1300, Monak 1400, Monak 2000, Valcan XC-72R (above, Bot), Color Black FW1, Color Black FW2, Color Black FW2V, Color Black FW18, Color Black FW200, Color Black S150, Color Black S160, Color Black S170, Printex 35, Printex U, Printex V, Printex 140U, Printex 140V, Special Black 6, Special Black 5, Special Black 4A, Special Black 4 (above, manufactured by Degussa), No. 25, no. 33, no. 40, no. 47, no. 52, no. 900, no. Commercial products such as 2300, MCF-88, MA600, MA7, MA8, MA100 (above, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) can be used. Carbon black newly prepared for the present invention can also be used. However, the present invention is not limited to these, and any conventionally known carbon black can be used.
本発明において、上記したカーボンブラックは、分散剤等によって水性媒体中に分散させて得られた顔料分散液としてインク中に添加されるのが好ましい。 In the present invention, the above-described carbon black is preferably added to the ink as a pigment dispersion obtained by dispersing it in an aqueous medium with a dispersant or the like.
この際に使用される顔料分散液としては、分散剤として界面活性剤の使用や、カーボンブラック粒子の表面に、分散に寄与する親水性基を導入することによって表面を改質させたカーボンブラックを分散させる方法によって得られるものが挙げられるが、樹脂分散又は/及びマイクロカプセル化されたものであることが好ましい。即ち、樹脂を含む顔料分散液を用いることにより、光沢紙に画像を形成した場合に光沢の均一化と、十分な画像濃度の確保の両立が可能になる。このような効果は、インク中におけるカーボンブラックの濃度と、分散に寄与する分散剤としての樹脂成分やマイクロカプセル化した場合に使用する樹脂成分等との関係によって得られたものと考えられる。 As the pigment dispersion used in this case, carbon black whose surface is modified by using a surfactant as a dispersant or introducing a hydrophilic group contributing to dispersion to the surface of the carbon black particles is used. Although what is obtained by the method to disperse | distribute is mentioned, It is preferable that it is what was resin-dispersed or / and microencapsulated. That is, by using a pigment dispersion containing a resin, it is possible to achieve both uniform gloss and a sufficient image density when an image is formed on glossy paper. Such an effect is considered to be obtained by the relationship between the concentration of carbon black in the ink and the resin component as a dispersant contributing to dispersion, the resin component used when microencapsulated, and the like.
本発明において好適に使用できる顔料分散液について説明する。先ず、樹脂分散剤を用いてカーボンブラックを分散してなる顔料分散液について説明する。この際に使用する樹脂分散剤としては、天然高分子も使用可能であるが、更に好ましい例として合成高分子が挙げられ、より具体的には水溶性高分子化合物が挙げられる。樹脂分散剤として利用できる水溶性高分子化合物の製造方法は、特に限定されず、例えば、イオン性基を有するモノマーと、他の重合しうるモノマーとを、非反応性溶媒中で、触媒の存在下、又は不存在下で反応させることにより製造できる。 The pigment dispersion that can be suitably used in the present invention will be described. First, a pigment dispersion obtained by dispersing carbon black using a resin dispersant will be described. As the resin dispersant used at this time, natural polymers can also be used, but more preferred examples include synthetic polymers, and more specifically, water-soluble polymer compounds. A method for producing a water-soluble polymer compound that can be used as a resin dispersant is not particularly limited. For example, a monomer having an ionic group and another polymerizable monomer can be used in the presence of a catalyst in a non-reactive solvent. It can manufacture by making it react under or absence.
より具体的な樹脂分散剤としては、例えば、スチレン及びその誘導体、ビニルナフタレン及びその誘導体、α,β−エチレン性不飽和カルボン酸の脂肪族アルコールエステル等、アクリル酸及びその誘導体、マレイン酸及びその誘導体、イタコン酸及びその誘導体、フマール酸及びその誘導体、酢酸ビニル、ビニルアルコール、ビニルピロリドン、アクリルアミド、及びその誘導体等から選ばれた少なくとも2つの単量体(このうち少なくとも1つは親水性単量体)からなるブロック共重合体、ランダム共重合体及びグラフト共重合体、並びにこれらの塩等を挙げることができる。ここで、好適な一例としては、イオン性基を有するモノマーと、スチレンモノマーとを必須成分として重合させることによって得られるスチレン/アクリル系高分子化合物、又はイオン性基を有するモノマーと、炭素原子の個数が5以上の(メタ)アクリル酸エステルモノマーとを必須成分として重合させることによって得られるイオン性基含有アクリル系高分子化合物から選ばれる樹脂分散剤が挙げられる。これらの樹脂分散剤を用いると、良好な結果となることが明らかとなっているが、本発明はこれらに限定されるものではない。 More specific resin dispersants include, for example, styrene and its derivatives, vinyl naphthalene and its derivatives, aliphatic alcohol esters of α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acids, acrylic acid and its derivatives, maleic acid and its At least two monomers selected from derivatives, itaconic acid and derivatives thereof, fumaric acid and derivatives thereof, vinyl acetate, vinyl alcohol, vinylpyrrolidone, acrylamide and derivatives thereof (of which at least one is a hydrophilic monomer) Block copolymer, random copolymer, graft copolymer, and salts thereof. Here, as a preferred example, a styrene / acrylic polymer compound obtained by polymerizing a monomer having an ionic group and a styrene monomer as essential components, or a monomer having an ionic group, and a carbon atom Examples thereof include resin dispersants selected from ionic group-containing acrylic polymer compounds obtained by polymerizing 5 or more (meth) acrylic acid ester monomers as essential components. Although it has been clarified that good results are obtained when these resin dispersants are used, the present invention is not limited thereto.
上記したような樹脂分散剤によってカーボンブラックを分散させる際には、得られる顔料分散体が特にアニオン性基を有することを目的とする場合には、アニオン性の分散剤を、一方、得られる顔料分散体が特にカチオン性基を有することを目的とする場合には、カチオン性基を有するか、或いはノニオン性の分散剤を、それぞれ選択することが望ましい。 When carbon black is dispersed with the resin dispersant as described above, the anionic dispersant is used as the pigment obtained when the obtained pigment dispersion has an anionic group in particular. In particular, when the dispersion is intended to have a cationic group, it is desirable to select either a cationic group or a nonionic dispersant.
本発明で用いられることのできるカーボンブラック顔料の分散方法としては、例えば、ペイントシェイカー、サンドミル、アジテーターミル、3本ロールミル等の分散機やマイクロフルイダイザー、ナノマイザー、アルチマイザー等の高圧ホモジナイザー、超音波分散機等、それぞれの色材に一般的に用いられる分散方法であれば、どのような手法でも制限されない。 Examples of the dispersion method of the carbon black pigment that can be used in the present invention include a disperser such as a paint shaker, a sand mill, an agitator mill, and a three roll mill, a high-pressure homogenizer such as a microfluidizer, a nanomizer, and an optimizer, and an ultrasonic wave. Any method is not limited as long as it is a dispersion method generally used for each color material, such as a disperser.
更に、本発明においてはカーボンブラック自体の分散性を高めて分散剤等を用いることなく分散可能とした、マイクロカプセル型構成の顔料も好適に用いられる。カーボンブラックを有機高分子類で被覆してマイクロカプセル化する方法としては、化学的製法、物理的製法、物理化学的方法、機械的製法等が挙げられる。具体的には、界面重合法、in−situ重合法、液中硬化被膜法、コアセルベーション(相分離)法、液中乾燥法、融解分散冷却法、気中懸濁被覆法、スプレードライング法、酸析法、転相乳化法等が挙げられる。 Further, in the present invention, a pigment having a microcapsule structure that can be dispersed without using a dispersant or the like by increasing the dispersibility of the carbon black itself is also preferably used. Examples of the method for coating carbon black with organic polymers and microencapsulating include a chemical manufacturing method, a physical manufacturing method, a physicochemical method, and a mechanical manufacturing method. Specifically, interfacial polymerization method, in-situ polymerization method, submerged cured coating method, coacervation (phase separation) method, submerged drying method, melt dispersion cooling method, air suspension coating method, spray drying method , Acid precipitation method, phase inversion emulsification method and the like.
マイクロカプセルの壁膜物質を構成する材料として使用される有機高分子類としては、例えば、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、ポリウレア、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、多糖類、ゼラチン、アラビアゴム、デキストラン、カゼイン、タンパク質、天然ゴム、カルボキシポリメチレン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、セルロース、エチルセルロース、メチルセルロース、ニトロセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、酢酸セルロース、ポリエチレン、ポリスチレン、(メタ)アクリル酸の重合体、又は共重合体、(メタ)アクリル酸エステルの重合体、又は共重合体、(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、アルギン酸ソーダ、脂肪酸、パラフィン、ミツロウ、水ロウ、硬化牛脂、カルナバロウ、アルブミン等が挙げられる。 Examples of organic polymers used as the material constituting the wall membrane material of the microcapsule include polyamide, polyurethane, polyester, polyurea, epoxy resin, polycarbonate, urea resin, melamine resin, phenol resin, polysaccharide, gelatin, Gum arabic, dextran, casein, protein, natural rubber, carboxypolymethylene, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl acetate, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, cellulose, ethyl cellulose, methyl cellulose, nitrocellulose, hydroxyethyl cellulose, cellulose acetate, polyethylene , Polystyrene, (meth) acrylic acid polymer or copolymer, (meth) acrylic acid ester polymer or copolymer, (meth) acrylic acid- (meth) Acrylic acid ester copolymer, styrene - (meth) acrylic acid copolymer, styrene - maleic acid copolymer, sodium alginate, fatty acids, paraffin, beeswax, water wax, hardened beef tallow, carnauba wax, albumin and the like.
これらの中では、カルボン酸基、又はスルホン酸基等のアニオン性基を有する有機高分子類を使用することが可能である。又、ノニオン性有機高分子としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート、又はそれらの(共)重合体)、2−オキサゾリンのカチオン開環重合体等が挙げられる。特に、ポリビニルアルコールの完全ケン物は、水溶性が低く、熱水には解け易いが冷水には解けにくいという性質を有しており、特に好ましい。 Among these, organic polymers having an anionic group such as a carboxylic acid group or a sulfonic acid group can be used. Nonionic organic polymers include, for example, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol monomethacrylate, polypropylene glycol monomethacrylate, methoxypolyethylene glycol monomethacrylate, or their (co) polymers, and 2-oxazoline cationic ring-opening polymers. Etc. In particular, a complete saponified product of polyvinyl alcohol is particularly preferable because it has low water solubility and is easily dissolved in hot water but difficult to dissolve in cold water.
マイクロカプセル化の方法として転相法、又は酸析法を選択する場合は、マイクロカプセルの壁膜物質を構成する有機高分子類としては、アニオン性有機高分子類を使用する。転相法は、水に対して自己分散能、又は溶解能を有するアニオン性有機高分子類と、分散性を有した顔料との複合物、又は複合体、或いは分散性を有した顔料、硬化剤及びアニオン性有機高分子類との混合体を有機溶媒相とし、該有機溶媒相に水を投入するか、或いは水中に該有機溶媒相を投入して、自己分散(転相乳化)化しながらマイクロカプセル化する方法である。上記転相法において、有機溶媒相中に、インクに用いられる水溶性有機溶剤や添加剤を混入させて製造しても何等問題はない。特に、直接インク用の分散液を製造できることからいえば、インクの液媒体を混入させる方がより好ましい。 When the phase inversion method or the acid precipitation method is selected as the microencapsulation method, anionic organic polymers are used as the organic polymers constituting the wall membrane material of the microcapsules. The phase inversion method is a composite of an anionic organic polymer having self-dispersibility or solubility in water and a dispersible pigment, or a composite, or a dispersible pigment, curing A mixture of an agent and an anionic organic polymer is used as an organic solvent phase, and water is added to the organic solvent phase, or the organic solvent phase is added to water to achieve self-dispersion (phase inversion emulsification). This is a microencapsulation method. In the above phase inversion method, there is no problem even if the organic solvent phase is produced by mixing a water-soluble organic solvent or additive used in the ink. In particular, it is more preferable to mix an ink liquid medium because a dispersion liquid for ink can be directly produced.
一方、酸析法は、アニオン性基含有有機高分子類のアニオン性基の一部、又は全部を塩基性化合物で中和し、分散性を有する顔料と、水性媒体中で混練する工程及び酸性化合物でpHを中性、又は酸性にしてアニオン性基含有有機高分子類を析出させて、顔料に固着する工程とからなる製法によって得られる含水ケーキを、塩基性化合物を用いてアニオン性基の一部、又は全部を中和することによりマイクロカプセル化する方法である。このようにすることによって、微細で顔料を多く含むアニオン性マイクロカプセル化顔料を製造することができる。 On the other hand, in the acid precipitation method, a part or all of the anionic groups of the anionic group-containing organic polymers are neutralized with a basic compound, and a dispersible pigment is kneaded in an aqueous medium and acidic. A hydrous cake obtained by a process comprising a step of precipitating an anionic group-containing organic polymer by neutralizing or acidifying the compound with a compound and fixing it to a pigment is obtained by using a basic compound to form an anionic group. It is a method of microencapsulation by neutralizing a part or all of it. By doing in this way, the anionic microencapsulated pigment which is fine and contains many pigments can be manufactured.
又、上記に挙げたようなマイクロカプセル化の際に用いられる溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルキルアルコール類;ベンゾール、トルオール、キシロール等の芳香族炭化水素類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類;クロロホルム、二塩化エチレン等の塩素化炭化水素類;アセトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ類等が挙げられる。尚、上記の方法により調製したマイクロカプセルを遠心分離、又は濾過等によりこれらの溶剤中から一度分離して、これを水及び必要な溶剤とともに撹拌、再分散を行い、目的とするマイクロカプセル型顔料とすることもできる。 Examples of the solvent used for microencapsulation as described above include alkyl alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol; aromatic hydrocarbons such as benzol, toluol and xylol; methyl acetate Esters such as ethyl acetate and butyl acetate; Chlorinated hydrocarbons such as chloroform and ethylene dichloride; Ketones such as acetone and methyl isobutyl ketone; Ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; Cellosolves such as methyl cellosolve and butyl cellosolve Etc. The microcapsules prepared by the above method are separated once from these solvents by centrifugation or filtration, and then stirred and redispersed with water and the necessary solvent to obtain the desired microcapsule type pigment. It can also be.
更に、本発明で使用する顔料分散液としては、カーボンブラック自体の分散性を高めた、分散剤等を用いることなく分散可能としたポリマー結合型自己分散顔料の分散液も使用可能である。この分散剤を用いないポリマー結合型自己分散顔料は、カーボンブラックの表面に、直接若しくは他の原子団を介して化学的に結合されている官能基と、イオン性モノマーと疎水性モノマーとの共重合体との反応物を含むものを用いることが好ましい。即ち、このような構造を有するものを使用すれば、表面を改質する場合に用いる共重合体の形成材料であるイオン性モノマーと疎水性モノマーとの共重合比率を適宜に変化させることができ、これによって改質されたカーボンブラックの親水性を適宜に調整できるので好適である。又、使用するイオン性モノマー及び疎水性モノマーの種類や、両者の組み合わせを適宜に変化させることができるため、カーボンブラック表面に様々な特性を付与することもでき、この点からも好適である。 Further, as the pigment dispersion used in the present invention, a dispersion of a polymer-bonded self-dispersing pigment that is dispersible without using a dispersant or the like, in which the dispersibility of carbon black itself is enhanced, can also be used. This polymer-bonded self-dispersing pigment that does not use a dispersant is a combination of a functional group that is chemically bonded to the surface of carbon black, either directly or via another atomic group, and an ionic monomer and a hydrophobic monomer. It is preferable to use one containing a reaction product with a polymer. That is, if a material having such a structure is used, the copolymerization ratio between the ionic monomer and the hydrophobic monomer, which is a material for forming a copolymer used for modifying the surface, can be appropriately changed. This is preferable because the hydrophilicity of the carbon black modified thereby can be appropriately adjusted. Moreover, since the kind of ionic monomer and hydrophobic monomer to be used, and a combination of both can be appropriately changed, various characteristics can be imparted to the carbon black surface, which is also preferable from this point.
カーボンブラックを上述した方法にて顔料分散液とする過程において得られる粒径は、好ましくは、分散粒径が0.01μm以上0.5μm以下(10nm以上500nm以下)の範囲、特に好ましくは、0.03μm以上0.3μm以下(30nm以上300nm以下)の範囲に分散する。この過程での分散粒径は、得られる分散性顔料の分散粒径に大きく影響する。着色力や画像の耐候性の観点、及び分散安定性の観点から、上記の範囲が好ましい。 The particle size obtained in the process of making carbon black into a pigment dispersion by the above-described method is preferably in the range of 0.01 to 0.5 μm (10 to 500 nm), particularly preferably 0. Disperse in a range of 0.03 μm to 0.3 μm (30 nm to 300 nm). The dispersed particle size in this process greatly affects the dispersed particle size of the resulting dispersible pigment. From the viewpoints of coloring power, weather resistance of the image, and dispersion stability, the above range is preferable.
[その他の成分]
本発明にかかる水系インクには、上記成分以外にも必要に応じて、前記した以外の界面活性剤、pH調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤、キレート化剤等の、種々の添加剤を含有させてもよい。
[Other ingredients]
In the water-based ink according to the present invention, in addition to the above components, if necessary, surfactants other than those described above, pH adjusters, rust inhibitors, preservatives, antifungal agents, antioxidants, reduction inhibitors, Various additives such as an evaporation accelerator and a chelating agent may be contained.
即ち、界面活性剤としては、本発明で必須とする、例えば、エチレンオキサイド基を有するノニオン性界面活性剤等以外にも、これらと併用して、表面張力調整や、吐出性を改善するために、他の界面活性剤を用いてもよい。上記したような添加剤の水系インク中の総含有量は、水系インク全質量に対して0.05〜5質量%の範囲とすることが好ましい。より好ましくは0.1〜2質量%である。 That is, as a surfactant, in addition to the nonionic surfactant having an ethylene oxide group, which is essential in the present invention, for example, in combination with these, in order to improve the surface tension adjustment and ejection properties Other surfactants may be used. The total content of the additives as described above in the aqueous ink is preferably in the range of 0.05 to 5% by mass with respect to the total mass of the aqueous ink. More preferably, it is 0.1-2 mass%.
[インク特性]
上記で説明したような構成成分からなる本発明にかかる水系インクは、特にインクジェット記録用として好適である。このような場合には、インクジェット記録ヘッドから良好に吐出できる特性を有するインクとすることが好ましい。このため、インクジェット記録ヘッドからの吐出性という観点からは、インクの特性が、例えば、その粘度が1〜15mPa・s、表面張力が25mN/m以上、更には、粘度が1〜5mPa・s、表面張力が25〜50mN/mとすることが好ましい。
[Ink characteristics]
The water-based ink according to the present invention comprising the constituent components as described above is particularly suitable for inkjet recording. In such a case, it is preferable that the ink has a characteristic that can be satisfactorily discharged from the ink jet recording head. For this reason, from the viewpoint of ejectability from the ink jet recording head, the ink characteristics are, for example, a viscosity of 1 to 15 mPa · s, a surface tension of 25 mN / m or more, and a viscosity of 1 to 5 mPa · s. The surface tension is preferably 25 to 50 mN / m.
即ち、インクの粘度が上記範囲内であると、インクジェット記録において正常な吐出が可能であり、又、その粘度抵抗により被記録材への浸透が早く、定着性の面からも問題がなく、好ましい。表面張力が上記範囲にあるとき、インクジェット記録において液滴が吐出した後、メニスカスを引き戻そうとする力が強いか、或いは逆にメニスカスが突出した際に、引き戻す力が比較的強いため、泡を抱き込んだり、オリフィス部が濡れてヨレの原因となるといった問題が起こらない。 That is, when the viscosity of the ink is within the above range, normal ejection is possible in ink jet recording, and the penetration into the recording material is quick due to the viscosity resistance, and there is no problem in terms of fixability. . When the surface tension is in the above range, after droplets are ejected in ink jet recording, the force to pull back the meniscus is strong, or conversely, when the meniscus protrudes, the force to pull back is relatively strong, so The problem that the orifice portion gets wet and causes the twisting of the orifice portion does not occur.
[インクセット]
本発明にかかる水系インクは、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ブラックインク、レッドインク、グリーンインク、ブルーインク、オレンジインク、及びバイオレットインクからなる群から選ばれる少なくとも1の水系インクとを組み合わせて、水系インクセットとして、インクジェット記録に使用することが特に好ましい。
[Ink set]
The aqueous ink according to the present invention is a combination of at least one aqueous ink selected from the group consisting of cyan ink, magenta ink, yellow ink, black ink, red ink, green ink, blue ink, orange ink, and violet ink. The water-based ink set is particularly preferably used for ink jet recording.
具体的には、本発明にかかる水系インクであるカーボンブラック濃度が相対的に低いライトブラックインクと、例えば、相対的にカーボンブラック濃度の高いブラックインク、更に、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、レッドインク、グリーンインク、ブルーインク、オレンジインク、バイオレットインク等の種々の可能な各色カラーインクから選択したカラーインクを組み合わせてなるものが挙げられる。 Specifically, a light black ink having a relatively low carbon black density, which is a water-based ink according to the present invention, for example, a black ink having a relatively high carbon black density, further cyan ink, magenta ink, yellow ink, Examples include those obtained by combining color inks selected from various possible color inks such as red ink, green ink, blue ink, orange ink, and violet ink.
本発明にかかるインクセットとしては、上記した夫々のインクを個別に収納したインクタンクが組み合わされてなるもの、いくつかのインクを個別に収納してなるインクタンクを組み合わして一体としたインクタンク、又はヘッドつきインクタンクで構成されるインクセット、又は、記録装置に対し個別のインクタンクがそれぞれに脱着可能であるように構成されたもの等が挙げられる。本発明では、本発明にかかる水系インクと共に他のインクを組み合わせて、複数のインクを用いる状態のことを実質的にインクセットと称する。いずれにしても、本発明においては、本発明にかかるインクセットとする場合に使用される(プリンター内で或いはインクタンクとして)他のインクに限定されることなく、本発明にかかる水系インクが組み合わされてなるものであれば、上記形態に限らず、どのような変形の形態のものであってもよい。 The ink set according to the present invention includes a combination of the above-described ink tanks that individually store inks, and an ink tank that is an integral combination of ink tanks that individually store several inks. Or an ink set composed of an ink tank with a head, or an ink set configured such that individual ink tanks can be attached to and detached from the recording apparatus. In the present invention, a state where a plurality of inks are used by combining other inks with the water-based ink according to the present invention is substantially referred to as an ink set. In any case, in the present invention, the water-based ink according to the present invention is combined without being limited to other inks (in a printer or as an ink tank) that are used when the ink set according to the present invention is used. As long as it is made, it is not limited to the above-described form, and any modification form may be used.
[記録方法及び記録装置]
本発明にかかる水系インクは、後述するようなインクジェット記録装置にて被記録材上に画像を形成した場合に、特に良好な効果が得られる。この際に使用する被記録材は、インクジェット記録可能などのようなものでも制限なく用いることができる。
[Recording method and recording apparatus]
The water-based ink according to the present invention is particularly effective when an image is formed on a recording material by an ink jet recording apparatus as will be described later. Any recording material that can be used for ink jet recording can be used without limitation.
本発明にかかる水系インクは、インクジェット吐出方式のヘッドに好適に用いられ、又、そのインクが収納されているインクタンクとしても、或いは、その充填用のインクとしても有効である。特に、本発明にかかる水系インクは、インクジェット記録方式の中でもバブルジェット(登録商標)方式の記録ヘッド、記録ユニット、記録装置で使用された場合に、優れた効果をもたらすものである。 The water-based ink according to the present invention is suitably used for an inkjet discharge type head, and is also effective as an ink tank in which the ink is stored or as a filling ink. In particular, the water-based ink according to the present invention provides an excellent effect when used in a bubble jet (registered trademark) type recording head, recording unit, or recording apparatus among ink jet recording methods.
インクジェット吐出方式の代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第4,723,129号明細書、同第4,740,796号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式は、所謂オンデマンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である。特に、オンデマンド型の場合には、インクが保持されているシートや液路に対応して配置された電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を超える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰させて、結果的にこの駆動信号に一対一対応し、インク内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介してインクを吐出させて、少なくとも一つのインク滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れたインクの吐出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第4,463,359号明細書、同第4,345,262号明細書に記載されているようなものが適している。尚、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第4,313,124号明細書に記載されている条件を採用すると、更に優れた記録を行うことができる。 The typical configuration and principle of the ink jet ejection method are performed using the basic principle disclosed in, for example, US Pat. Nos. 4,723,129 and 4,740,796. Those are preferred. This method is applicable to both so-called on-demand type and continuous type. In particular, in the case of the on-demand type, the electrothermal transducer disposed corresponding to the sheet or liquid path holding the ink is subjected to a rapid temperature rise corresponding to the recorded information and exceeding the nucleate boiling. By applying at least one drive signal, heat energy is generated in the electrothermal transducer and the film is boiled on the heat acting surface of the recording head, resulting in a one-to-one correspondence to this drive signal and bubbles in the ink. Is effective. By the growth and contraction of the bubbles, ink is ejected through the ejection opening to form at least one ink droplet. It is more preferable that the drive signal has a pulse shape, because the bubble growth and contraction is performed immediately and appropriately, and thus ink discharge with particularly excellent responsiveness can be achieved. As this pulse-shaped drive signal, those described in US Pat. Nos. 4,463,359 and 4,345,262 are suitable. Further excellent recording can be performed by employing the conditions described in US Pat. No. 4,313,124 of the invention relating to the temperature rise rate of the heat acting surface.
記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体の組み合わせ構成(直線状液流路、又は直角液流路)の他に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第4,558,333号明細書、米国特許第4,459,600号明細書を用いた構成のインクジェット吐出方式で使用するインクとしても、本発明にかかる水系インクは有効である。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通すると吐出孔を電気熱変換体の吐出部とする構成(特開昭59−123670号公報等)に対しても有効である。更に、記録装置が記録できる最大被記録材の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッドの組み合わせによって、その長さを満たす構成や一体的に形成された一個の記録ヘッドとしての構成の何れでもよいが、本発明は、上述した効果を一層有効に発揮することができる。 As the configuration of the recording head, in addition to the combination configuration (straight liquid flow path or right-angle liquid flow path) of the discharge port, the liquid path, and the electrothermal transducer as disclosed in each of the above-mentioned specifications, the thermal action As an ink for use in an ink jet ejection system having a configuration using US Pat. No. 4,558,333 and US Pat. No. 4,459,600 which disclose a configuration in which a portion is disposed in a bent region However, the water-based ink according to the present invention is effective. In addition, if it is common to a plurality of electrothermal transducers, it is also effective for a configuration in which the ejection holes are used as ejection portions of the electrothermal transducer (Japanese Patent Laid-Open No. 59-123670, etc.). Furthermore, as a full-line type recording head having a length corresponding to the width of the maximum recording material that can be recorded by the recording apparatus, the length of the recording head is determined by a combination of a plurality of recording heads as disclosed in the above specification. Any of a configuration satisfying the above and a configuration as a single recording head formed integrally may be used, but the present invention can exhibit the above-described effects more effectively.
加えて、装置本体に装着されることで、装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、或いは記録ヘッド自体に一体的に設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。具体的には、図1に、記録ヘッドにインク供給部材、例えば、チューブを介して供給されるインクを収容したインクカートリッジ45の一例を示す図である。ここで40は、供給用インクを収納したインク収容部、例えば、インク袋であり、その先端にはゴム製の栓42が設けられている。この栓42に針(不図示)を挿入することにより、インク袋40中のインクをヘッドに供給可能にする。44は、廃インクを受容するインク吸収体である。インク収容部としてはインクとの接液面がポリオレフィン、特にポリエチレンで形成されているものが好ましい。尚、インクカートリッジは、インク収容部とヘッド部を一体として備えた構成としてもよい。 In addition, it is mounted on the main body of the device so that it can be electrically connected to the main body of the device and supplied with ink from the main body of the device. The present invention is also effective when a cartridge type recording head is used. Specifically, FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an ink cartridge 45 that stores ink supplied to a recording head via an ink supply member, for example, a tube. Reference numeral 40 denotes an ink container, for example, an ink bag, which stores ink for supply, and a rubber plug 42 is provided at the tip of the ink container. By inserting a needle (not shown) into the stopper 42, the ink in the ink bag 40 can be supplied to the head. Reference numeral 44 denotes an ink absorber that receives waste ink. The ink container preferably has a liquid contact surface made of polyolefin, particularly polyethylene. The ink cartridge may have a configuration in which an ink storage portion and a head portion are integrated.
(インクカートリッジ)
本発明にかかる水系インクを用いて記録を行うのに好適なインクカートリッジとしては、これらのインクが収容されるインク収容部を有するインクカートリッジが挙げられる。
(ink cartridge)
Examples of the ink cartridge suitable for performing recording using the water-based ink according to the present invention include an ink cartridge having an ink storage portion for storing these inks.
以下に本発明の水系インクを用いて記録を行うのに好適なインクカートリッジの具体例を示す。図2は、本発明の水系インクを用いて記録を行うのに好適なインクカートリッジである液体収納容器の概略説明図であり、断面図である。図2に示したように、液体収納容器(インクタンク)は、上部で大気連通口112を介して大気に連通し、且つ下部でインク供給口に連通しており、その内部は、負圧発生部材を収容する負圧発生部材収納室134と、液体のインクを収容する実質的に密閉された液体収納室136とに、仕切壁138でもって仕切られている。そして、負圧発生部材収納室134と液体収納室136とは、液体収納容器(インクタンク)底部付近で、仕切壁138に形成された連通孔140及び液体供給動作時に液体収納室への大気の導入を促進するための大気導入溝(大気導入路)150を介してのみ連通されている。負圧発生部材収納室134を画成する液体収納容器(インクタンク)の上壁には、内部に突出する形態で複数個のリブが一体に成形され、負圧発生部材収納室134に圧縮状態で収容される負圧発生部材と当接している。このリブにより、上壁と負圧発生部材の上面との間にエアバッファ室が形成されている。 Specific examples of ink cartridges suitable for recording using the water-based ink of the present invention are shown below. FIG. 2 is a schematic explanatory view and a sectional view of a liquid storage container which is an ink cartridge suitable for recording using the water-based ink of the present invention. As shown in FIG. 2, the liquid storage container (ink tank) communicates with the atmosphere through the atmosphere communication port 112 at the upper part and communicates with the ink supply port at the lower part. A partition wall 138 partitions the negative pressure generating member storage chamber 134 for storing the member and a substantially sealed liquid storage chamber 136 for storing the liquid ink. The negative pressure generating member storage chamber 134 and the liquid storage chamber 136 are close to the bottom of the liquid storage container (ink tank), and the communication hole 140 formed in the partition wall 138 and the air supply to the liquid storage chamber during the liquid supply operation. It communicates only through an air introduction groove (atmosphere introduction path) 150 for promoting introduction. A plurality of ribs are integrally formed on the upper wall of the liquid container (ink tank) that defines the negative pressure generating member storage chamber 134 so as to protrude into the inside, and is compressed into the negative pressure generating member storage chamber 134. Is in contact with the negative pressure generating member accommodated in. By this rib, an air buffer chamber is formed between the upper wall and the upper surface of the negative pressure generating member.
又、液体供給口114を備えたインク供給筒には、負圧発生部材より毛管力が高く且つ物理的強度の強い圧接体146が設けられており、負圧発生部材と圧接している。図示した例では、負圧発生部材収納室内に、負圧発生部材として、ポリエチレン等オレフィン系樹脂の繊維からなる第一の負圧発生部材132B、及び第二の負圧発生部材132Aの2つの毛管力発生型負圧発生部材が収納されている。132Cは、この2つの負圧発生部材の境界層であり、境界層132Cの仕切壁138との交差部分は、連通部を下方にした液体収納容器の使用時の姿勢において大気導入溝(大気導入路)150の上端部より上方に存在している。又、負圧発生部材内に収容されているインクは、インクの液面Lで示されるように、上記境界層132Cよりも上方まで存在している。 Further, the ink supply cylinder provided with the liquid supply port 114 is provided with a pressure contact body 146 having a higher capillary force and a higher physical strength than the negative pressure generating member, and is in pressure contact with the negative pressure generating member. In the illustrated example, two capillaries of a first negative pressure generating member 132B made of an olefin resin fiber such as polyethylene and a second negative pressure generating member 132A are used as the negative pressure generating member in the negative pressure generating member storage chamber. A force generating negative pressure generating member is accommodated. 132C is a boundary layer of the two negative pressure generating members, and an intersection portion of the boundary layer 132C with the partition wall 138 is an air introduction groove (atmosphere introduction) in a posture when the liquid storage container is used with the communication portion downward. Road) is present above the upper end of 150. Further, the ink accommodated in the negative pressure generating member exists above the boundary layer 132C as indicated by the ink level L.
(記録ユニット)
本発明にかかかる記録ユニットは、本発明にかかる水系インク或いは、該インクを含む複数のインクが組み合わされてなるインクセットを構成するインクを収容しているインク収容部と、該インクを吐出させるためのインクジェットヘッドとを具備してなる。該記録ユニットとしては、上述のようにヘッドとインクカートリッジとが別体となったものに限らず、図3に示すような、それらが一体になったものにも好適に用いられる。図3において、70は記録ユニットであり、この中にはインクを収容したインク収容部、例えば、インク吸収体が収納されており、かかるインク吸収体中のインクが複数オリフィスを有するヘッド部71からインク滴として吐出される構成になっている。インク吸収体の材料としてはポリウレタン又はポリプロピレンを用いることが好ましい。又、インク吸収体を用いず、インク収容部が内部にバネ等を仕込んだインク袋であるような構造でもよい。72はカートリッジ内部を大気に連通させるための大気連通口である。
(Recording unit)
The recording unit according to the present invention ejects the ink containing the water-based ink according to the present invention or an ink that constitutes an ink set formed by combining a plurality of inks including the ink, and the ink. And an inkjet head. The recording unit is not limited to one in which the head and the ink cartridge are separated as described above, but is preferably used for a unit in which they are integrated as shown in FIG. In FIG. 3, reference numeral 70 denotes a recording unit, in which an ink storage portion that stores ink, for example, an ink absorber, is stored. It is configured to be ejected as ink droplets. It is preferable to use polyurethane or polypropylene as the material of the ink absorber. Alternatively, a structure in which the ink container is an ink bag in which a spring or the like is prepared may be used without using the ink absorber. Reference numeral 72 denotes an atmosphere communication port for communicating the inside of the cartridge with the atmosphere.
又、本発明は、適用される記録装置の構成として設けられる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助手段等を付加することは本発明の効果を一層安定できるので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャピング手段、クリーニング手段、加圧或いは吸引手段、電気熱変換体或いはこれとは別の加熱素子或いはこれらの組み合わせによる予備加熱手段、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードである。 In the present invention, it is preferable to add recovery means for the recording head, preliminary auxiliary means, etc. provided as the configuration of the recording apparatus to be applied, because the effects of the present invention can be further stabilized. . Specifically, capping means for the recording head, cleaning means, pressurization or suction means, electrothermal converter or preheating means using a heating element different from these, or a combination thereof, and recording This is a preliminary discharge mode in which another discharge is performed.
[被記録材]
本発明にかかる水系インク或いはインクセットを用いることを特徴とする画像形成方法においては、使用する被記録材としては勿論限定されるものではないが、紙、樹脂フィルム等各種基材の少なくとも一方の面にインクを受容するコーティング層を持つ被記録材等を好ましく使用できる。特に、表面にコーティング層を持つ被記録材であり、光沢性を発現するよう構成された光沢紙や半光沢紙を用いた場合に好ましい効果が得られる。このような被記録材としては、少なくとも親水性ポリマー及び/又は無機多孔質体を含有した少なくとも一方の面にインクを受容するコーティング層を持つ被記録材が挙げられ、画像を形成した場合に、特に優れた効果が発揮される。
[Recording material]
In the image forming method characterized by using the water-based ink or ink set according to the present invention, the recording material to be used is of course not limited, but it is at least one of various substrates such as paper and resin film. A recording material having a coating layer for receiving ink on the surface can be preferably used. In particular, a preferable effect is obtained when a recording material having a coating layer on the surface and using glossy paper or semi-glossy paper configured to exhibit glossiness. Examples of such a recording material include a recording material having a coating layer that receives ink on at least one surface containing at least a hydrophilic polymer and / or an inorganic porous material. When an image is formed, A particularly excellent effect is exhibited.
インクを受容するコーティング層を有する被記録材としては、表面状態、コーティング層の厚みやインクを吸収する細孔の大きさ、インク吸収層を構成する材料の違い、更には、基材の種類等により多種多様なものが存在し所望のものを用いればよい。例えば、表面光沢が高い光沢紙や光沢フィルム、表面光沢を加工等によって調整した微光沢紙や半光沢紙等が挙げられる。本発明においては、上述した被記録材の中でも光沢性を十分確保した光沢紙や、表面を絹目等の処理を施した半光沢紙等を好適に用いることができる。 As a recording material having a coating layer that receives ink, the surface state, the thickness of the coating layer, the size of pores that absorb ink, the difference in the material constituting the ink absorption layer, and the type of substrate, etc. There are a wide variety of things and a desired one may be used. For example, glossy paper or glossy film having a high surface gloss, fine glossy paper or semi-glossy paper whose surface gloss is adjusted by processing or the like can be used. In the present invention, among the above-mentioned recording materials, glossy paper with sufficient gloss, semi-glossy paper with a surface treated with silk, etc. can be suitably used.
上記した被記録材のインク受容層を構成する親水性ポリマーとしては、従来公知の物質を使用することができる。例えば、デンプン、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、アルギン酸、ゼラチン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリル酸ナトリウム、架橋型ポリアクリル酸、ポリビニルメチルエーテル、ポリスチレンスルホン酸、4級ポリビニルピリジン、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリアミン、水性ウレタン樹脂、水溶性アクリル樹脂、水溶性エポキシ化合物、水溶性ポリエステル等を挙げることができる。又、上記ポリマーの変性物、例えば、カチオン変性ポリビニルアルコール、カチオン変性ポリビニルピロリドン等のイオン変性物等も適宜使用することができる。更に、上記被記録材のインク受容層を構成するために用いられる無機多孔質体としては、シリカゲル、アルミナ、ゼオライト及び多孔質ガラス等を挙げることができる。 A conventionally known substance can be used as the hydrophilic polymer constituting the ink receiving layer of the recording material. For example, starch, carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, alginic acid, gelatin, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetal, polyethylene oxide, sodium polyacrylate, cross-linked polyacrylic acid, polyvinyl methyl ether, polystyrene sulfonic acid, quaternary Examples thereof include polyvinyl pyridine, polyacrylamide, polyvinyl pyrrolidone, polyamine, aqueous urethane resin, water-soluble acrylic resin, water-soluble epoxy compound, and water-soluble polyester. In addition, modified products of the above polymers, for example, ion-modified products such as cation-modified polyvinyl alcohol and cation-modified polyvinyl pyrrolidone can be used as appropriate. Furthermore, examples of the inorganic porous material used for constituting the ink receiving layer of the recording material include silica gel, alumina, zeolite, and porous glass.
本発明に用いられる光沢紙や半光沢紙においてインクの吸収速度及び吸収能が十分なものとしては、上述した材料を組み合わせて作られた細孔を有する隙間タイプのものが好適に用いられる。即ち、所望の光沢性を被記録材表面に有して十分なインク吸収能を得るためには微細、且つ、インクを吸収するのに十分なインク受容層の膜厚を有する被記録材が好適である。このような被記録材として、細孔半径としては一般に例えば10〜50nmであり、20nm以下であることが好ましい。インク受容層の膜厚は10μm以上40μmが好ましい。ここで示される細孔半径、即ち被記録材の細孔のサイズは本発明に用いられるカーボンブラックよりも小さいため、インク中の溶媒成分はその細孔より浸透により入り込んでいくが、カーボンブラック自体は表面に残り、配列することになる。 As the glossy paper or semi-glossy paper used in the present invention, those having sufficient ink absorption speed and absorption capacity are preferably used. That is, in order to obtain a desired glossiness on the surface of the recording material and to obtain sufficient ink absorption ability, a recording material that is fine and has a sufficient ink-receiving layer thickness to absorb ink is suitable. It is. As such a recording material, the pore radius is generally 10 to 50 nm, for example, and preferably 20 nm or less. The thickness of the ink receiving layer is preferably 10 μm or more and 40 μm. Since the pore radius shown here, that is, the size of the pores of the recording material is smaller than that of the carbon black used in the present invention, the solvent component in the ink penetrates through the pores. Will remain on the surface and will be arranged.
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、下記実施例によって限定されるものではない。尚、文中「部」、及び「%」とあるのは、特に断りのない限り質量基準である。 Next, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited by the following Example, unless the summary is exceeded. In the text, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified.
[カーボンブラック分散液の調製]
比表面積が210m2/g、DBP吸油量が74ml/100gであるカーボンブラック10部と、酸価200、重量平均分子量10,000のスチレン−アクリル酸共重合体の10%水酸化ナトリウム中和水溶液20部と、更にイオン交換水70部を混合し、バッチ式縦型サンドミルを用いて3時間分散させた。その後、遠心分離処理によって粗大粒子を除去し、更に、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フィルム製)にて加圧ろ過し、カーボンブラック濃度が10%のブラック顔料分散液を得た。
[Preparation of carbon black dispersion]
A 10% sodium hydroxide neutralized aqueous solution of 10 parts of carbon black having a specific surface area of 210 m 2 / g and a DBP oil absorption of 74 ml / 100 g, and a styrene-acrylic acid copolymer having an acid value of 200 and a weight average molecular weight of 10,000. 20 parts and further 70 parts of ion-exchanged water were mixed and dispersed for 3 hours using a batch type vertical sand mill. Thereafter, coarse particles were removed by centrifugation, and further filtered under pressure through a microfilter (manufactured by Fuji Film) having a pore size of 3.0 μm to obtain a black pigment dispersion having a carbon black concentration of 10%.
[水溶性有機化合物]
次に、実施例及び比較例で使用した各水溶性有機化合物について、25℃の単体での存在形態と、それらのうち液体であるものについては、単体での25℃での表面張力を測定した。その結果を表1に示す。尚、表面張力の測定には、自動表面張力測定装置[商品名:CPVP−Z;協和界面化学(株)社製]を使用した。
[Water-soluble organic compounds]
Next, with respect to each water-soluble organic compound used in Examples and Comparative Examples, the existence form of a simple substance at 25 ° C. and the surface tension at 25 ° C. of a simple substance was measured for those which were liquid. . The results are shown in Table 1. For measuring the surface tension, an automatic surface tension measuring device [trade name: CPVP-Z; manufactured by Kyowa Interface Chemical Co., Ltd.] was used.
[実施例1〜15、比較例1〜6]
上記で作製したカーボンブラック分散液と、表1に記載した水溶性有機化合物から選択した成分を用い、これらを含む表2又は表3に記載した組成となるように各成分を秤量後、これらの成分を十分に溶解し攪拌させた。その後、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フィルム製)にて加圧ろ過して、実施例1〜15及び比較例1〜6の各ライトブラックインクを調製した。表2中の値は、各成分の部数を示し、残部とあるのは、全体を純水で調整して100部としたことを意味する。尚、カーボンブラック分散液中のカーボンブラック濃度は10質量%であるので、インク中におけるカーボンブラック含有量は、カーボンブラック分散液の10分の1となる。
[Examples 1-15, Comparative Examples 1-6]
Using the carbon black dispersion prepared above and the components selected from the water-soluble organic compounds listed in Table 1, each component was weighed to have the composition described in Table 2 or Table 3 containing these, The ingredients were fully dissolved and allowed to stir. Then, it pressure-filtered with the micro filter (product made from Fuji Film) with a pore size of 3.0 micrometers, and prepared each light black ink of Examples 1-15 and Comparative Examples 1-6. The values in Table 2 indicate the number of parts of each component, and the remainder means that the whole is adjusted to 100 parts with pure water. Since the carbon black concentration in the carbon black dispersion is 10% by mass, the carbon black content in the ink is 1/10 of the carbon black dispersion.
[評価]
これら実施例及び比較例のライトブラックインクを用いて単色画像を形成し、評価を行った。評価は、記録信号に応じて熱エネルギーをインクに付与することによりインクを吐出させるオンデマンド型マルチ記録ヘッドを有するインクジェット記録装置BJF−900を用いて画像形成することによって行った。
[Evaluation]
Using the light black inks of these examples and comparative examples, single color images were formed and evaluated. The evaluation was performed by forming an image using an inkjet recording apparatus BJF-900 having an on-demand type multi-recording head that ejects ink by applying thermal energy to the ink in accordance with a recording signal.
(マイクロビーディング現象の発生)
上記各ライトブラックインクと、上記したインクジェット記録装置を用いて、キヤノン社製インクジェット用紙SG−101に、100%の打ち込み量となる単色画像のパターンを印字した。そして、各形成画像におけるマイクロビーディング現象の発生の有無を目視で観察し、以下の基準で評価した。評価結果は表4にまとめて示した。
(Occurrence of micro beading phenomenon)
Using the above light black inks and the above-described ink jet recording apparatus, a monochrome image pattern having a driving amount of 100% was printed on Canon ink-jet paper SG-101. Then, the presence or absence of the occurrence of microbeading phenomenon in each formed image was visually observed and evaluated according to the following criteria. The evaluation results are summarized in Table 4.
AA:マイクロビーディング現象が目視でも、10倍に拡大しても確認できず、形成画像が均一である。
A:マイクロビーディング現象が目視では確認できないが10倍に拡大すると視認できるレベルであり、形成画像は画像性能上問題ないレベルである。
B:マイクロビーディング現象による画像の微細な色ムラが視認できる。
C:マイクロビーディング現象の発生が目視でも目立ち、形成画像が不均一で色ムラが目立つ。
AA: The microbeading phenomenon cannot be confirmed even when visually observed or magnified 10 times, and the formed image is uniform.
A: The microbeading phenomenon cannot be confirmed by visual observation, but is a level that can be visually recognized when it is magnified 10 times, and the formed image is at a level with no problem in image performance.
B: Fine color unevenness of the image due to the micro beading phenomenon can be visually recognized.
C: The occurrence of the micro beading phenomenon is conspicuous even visually, the formed image is non-uniform and the color unevenness is conspicuous.
(定着性)
上記各ライトブラックインクと、前記したインクジェット記録装置を用いて、キヤノン社製インクジェット用紙SG−101に、100%の打ち込み量となる単色画像のパターンを印字した。そして、印字の10秒後に印字部をろ紙(商品名:No.5C;東洋ろ紙(株)社製)で擦り、その後の印字物の様子を目視で観察し、定着性を評価した。評価は以下の基準で行った。評価結果は表4にまとめて示した。
(Fixability)
Using the above light black inks and the above-described ink jet recording apparatus, a monochrome image pattern having a driving amount of 100% was printed on Canon ink jet paper SG-101. Then, 10 seconds after printing, the printed part was rubbed with a filter paper (trade name: No. 5C; manufactured by Toyo Roshi Kaisha, Ltd.), and the appearance of the printed matter thereafter was visually observed to evaluate the fixability. Evaluation was performed according to the following criteria. The evaluation results are summarized in Table 4.
A:印字部の汚れ、尾引きが全く認められない。
B:印字部の表面状態に微小な変化を生じるが画像性能上問題ないレベルであり、尾引きは認められない。
C:印字部の汚れ、尾引きが生じる。
A: No smudges or tails are observed on the printed part.
B: Although a slight change occurs in the surface state of the print portion, it is a level at which there is no problem in image performance, and no tailing is observed.
C: Dirt and tailing of the printed part occurs.
(固着性)
実施例1と実施例15の各ライトブラックインクと、前記したインクジェット記録装置を用いて、記録ヘッドに上記ライトブラックインクを収納したタンクを取り付け、この記録ヘッドを本体から外した状態で、気温35℃、湿度15%の環境下に2週間放置した。その後、この記録ヘッドを上記の記録装置に取り付けて印字を行い、インクの固着性の評価を以下の基準で行った。評価結果を表5に示した。
(Fixability)
Using each of the light black inks of Example 1 and Example 15 and the above-described ink jet recording apparatus, a tank containing the light black ink was attached to the recording head, and the recording head was removed from the main body. It was left for 2 weeks in an environment of 15 ° C. and humidity. Thereafter, the recording head was attached to the above-mentioned recording apparatus, printing was performed, and ink stickiness was evaluated according to the following criteria. The evaluation results are shown in Table 5.
A:吸引回復動作3回以内で、全てのノズルが正常に吐出した。
B:吸引回復動作3回から5回で、全てのノズルが正常に吐出した。
C:吸引回復動作5回以内では、全てのノズルが正常に吐出せず、ノズル詰まりによるインクの不吐や、飛翔のヨレが認められた。
A: All the nozzles ejected normally within 3 suction recovery operations.
B: In the suction recovery operation 3 to 5 times, all nozzles ejected normally.
C: Within 5 suction recovery operations, all nozzles did not discharge normally, and ink ejection failure due to nozzle clogging and flying deviation were observed.
40:インク袋
42:栓
44:インク吸収体
45:インクカートリッジ
70:記録ユニット
71:ヘッド部
72:大気連通口
90:被記録材
91:カーボンブラック顔料
92:インク中のカーボンブラック顔料以外の水系成分
93:インク滴
100:被記録材
101:カーボンブラック顔料
102:水を主成分とする水系成分
103:本発明に用いられる水溶性有機化合物を主成分とする水系成分
104:インク滴
112:大気連通口
114:液体供給口
132A:第二の負圧発生部材
132B:第一の負圧発生部材
132C:第一の負圧発生部材と第二の負圧発生部材の境界層
134:負圧発生部材収納室
136:液体収納室
138:仕切壁
140:連通孔
146:圧接体
150:大気導入溝(大気導入路)
L:液体−気体界面
40: Ink bag 42: Plug 44: Ink absorber 45: Ink cartridge 70: Recording unit 71: Head unit 72: Air communication port 90: Recording material 91: Carbon black pigment 92: Aqueous system other than carbon black pigment in ink Component 93: Ink droplet 100: Recording material 101: Carbon black pigment 102: Aqueous component mainly containing water 103: Aqueous component mainly containing a water-soluble organic compound used in the present invention 104: Ink droplet 112: Atmosphere Communication port 114: liquid supply port 132A: second negative pressure generating member 132B: first negative pressure generating member 132C: boundary layer 134 between the first negative pressure generating member and the second negative pressure generating member: negative pressure generation Member storage chamber 136: Liquid storage chamber 138: Partition wall 140: Communication hole 146: Press contact body 150: Atmosphere introduction groove (atmosphere introduction path)
L: Liquid-gas interface
Claims (10)
An image is formed by using the water-based ink according to any one of claims 1 to 4 or each water-based ink constituting the ink set according to claim 5 to form an image on a recording material. Method.
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